Resultados 1S 2005 Fuerte crecimiento en todos los negocios

1
Subdirección General de Ingeniería e ID
Optimización de la eficiencia energética en
centrales eléctricas.
EFICIENCIA ENERGÉTICA Tecnología y políticas
de apoyo.
2

• Perspectiva Tecnológica
• CICLOS COMBINADOS y TURBINAS DE GAS
• C. TÉRMICAS DE CARBÓN
• TECNOLOGÍAS DE CAPTURA DE CO2
• BIOMASA
• MOTORES DIESEL
• C. NUCLEARES

3
CICLOS COMBINADOS Y TURBINAS DE GAS
4
Perspectiva Tecnológica CICLOS COMBINADOS 2008
2020
5
(No Transcript)
6
MEJORAS EN EL CICLO DE VAPOR Ciclos Combinados
Supercríticos
Las calderas con calderín y circulación natural,
solamente son aplicables en presiones
subcríticas. Las calderas de paso único Benson
permiten además su empleo en presiones
supercríticas, con el consiguiente aumento de la
eficiencia.
7

• Compresor
• Diseño completo en 3D
• Aumento de caudal de aire
• Control más eficiente del caudal de aire (más
  etapas IGVs)
• Relaciones de presión más elevadas

• Sistema de combustión
• Emisiones ultra-bajas
• Temperaturas más elevadas

• Turbina
• Aleaciones monocristalinas
• Nuevos TBCs
• Sistemas de refrigeración por vapor
• Cierres ajustables

• Mantenimiento
• Intervalos entre revisiones más largos

Potencia CC Incremento 15-20 (gt550 MW)
Rendimiento CC Inicial 60 (Potencial
gt62) Emisiones 9ppm NOx (Single
digit)
8
Tecnología H Refrigeración de los álabes por
vapor
9
CENTRALES TÉRMICAS DE CARBÓN
10
Perspectiva Tecnológica CENTRALES DE CARBÓN 2008
2020
11
Perspectiva Tecnológica CENTRALES DE CARBÓN
SUPERCRÍTICAS
Estado actual de la tecnología
Comercialmente disponibles. Sólida experiencia
operativa ( 1990s)
Potencia generada vs tecnologías Carbón
pulverizado. Lecho fluido circulante
700 a 1100 MWe (P.C.) 300 a 500 MWe (CFB)
Carbón nacional, Importado y Biomasa(10)
Combustibles
Condiciones de operación
285 bar/ 580 ºC (Futuras ultrasupercriticas 320
bar/620 ºC)
Rendimiento neto
43 - 47
Actual
Emisiones CO2 ( t/MWh neto)
0,79 0,74
Actual
Emisiones (GIC) SO2 (mg/m3N) NO2
(mg/m3N) Partículas (mg/m3N)
200 (Desulfuración FGD ) 200 (Desnitrificación
SCR) 30 ( Precipitador electrostático)
12
Mejoras en la eficiencia y Modernización de
centrales existentes

• MEJORA DE RENDIMIENTO DEL CICLO AGUA-VAPOR
• Sustitución completa ó parcial de la Turbina de
  Vapor por otra de mayor eficiencia
• Mejora de vacío en Condensador (Instalación
  tubos de titanio, mejora limpieza de tubos,
  cambio rellenos de las torres,, etc.)
• MEJORA DEL RENDIMIENTO DE LAS CALDERAS
• Ampliación de superficies de transferencia (p.e
  economizadores)
• Mejora de sistemas de soplado en Caldera y
  Precalentadores.
• Reducción inquemados en cenizas (clasificadores
  de molinos más eficientes).
• Recuperación calor gases antes de entrada a
  desulfuraciones.
• REDUCCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA EN AUXILIARES
• Reducción de fugas en Precalentadores de Aire
• Instalación de Variadores Electrónicos de
  velocidad en Ventiladores y Bombas.
• Instalación de Ventiladores Axiales de paso
  variable para sustituir ventiladores centrífugos.
• Modernización de equipos de control de
  Precipitadores Electrostáticos.
• MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL
• Instalación de Sistema de Control Distribuido.

13
Proyecto COMTES700 CT de Carbón con eficiencia gt
50 (500MW)

• Ensayo de aleaciones basadas en Níquel para la
  próxima generación de calderas 20000 horas de
  ensayo en 2009.
• Aplicación de captura de CO2 disminuye
  eficiencia a niveles de 1950 ? La temperatura de
  vapor es uno de los principales factores de
  eficiencia de la planta.

ESTADO ACTUAL - Eficiencias en torno a
36. Máxima eficiencia en Europa 43. -
E.Ons Datteln 45 Tª vapor 600ºC
presiones 275 bar. PRÓXIMA GENERACIÓN -
Eficiencias en torno al 50. - Tª vapor
700ºC presiones 350 bar.? Necesidad de nuevos
materiales.
14
TECNOLOGÍAS DE CAPTURA DE CO2
15
Tecnologías de captura de CO2

• CAPTURA DE CO2 EN PRE-COMBUSTIÓN
• Consiste en producir, a partir de gas natural o
  gas de síntesis (proveniente de la gasificación
  de carbón u otros hidrocarburos), una mezcla
  gaseosa a presión compuesta principalmente de
  hidrógeno (H2) y CO2 para posteriormente separar
  estos dos gases.

CO2
Etapa de captura de CO2
Gasificación ó reformado catalític.
CO2, H2
H2

• CAPTURA DE CO2 EN POST-COMBUSTIÓN
• El CO2 se separa de los gases de escape
  producidos durante la combustión con aire de un
  combustible (carbón, gas natural )

CO2, O2, N2, H2O, SO2, NOx, partículas
CO2
Etapa de captura de CO2
Resto de gases, principalmente N2

• CAPTURA DE CO2 EN OXI-COMBUSTIÓN
• En lugar de utilizar aire se utiliza oxígeno para
  la combustión, de ahí que los gases de escape
  están compuestos principalmente de H2O y CO2, que
  puede separarse fácilmente del vapor de agua
  mediante condensación.

CO2
Etapa de captura de CO2
Combustión
CO2 concentrado, H2O, SO2, NOx, partículas
O2
H2O
Resto de gases, con lt10 CO2
16
Itinerario tecnológico para España.
CAPTURA Y ALMACENAMIENTO
CAPTURA
Construcción de infraestructuras de transporte

• Plantas piloto a escala de MW y de demostración

• Proyectos a escala comercial

2020
Plantas comerciales

• Uso normal de las tecnologías de CAC en España

• Monitorización y equipamiento

2012
2006

• Exploración y caracterización de emplazamientos

TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO
es una etapa crítica El ALMACENAMIENTO
EFICIENCIA ENERGÉTICA DE PROCESOS
2015

• Objetivos 2007-2010 para
• sector de la energía
• grandes sectores emisores de CO2
• ...

• Objetivos
• 2012-2016

17
Hoja de ruta de la planta de demostración
18
BIOMASA
19
ALTERNATIVA PARA LA REDUCCIÓN DE EMISIONES
Tecnología actual BIOMASA

• Dado que la biomasa es un combustible renovable,
  contribuye a la disminución de las emisiones de
  CO2.
• Desde el punto de vista de eficiencia energética
  la co-combustión permite conseguir aunar
• Uso de combustible renovable.
• Elevada eficiencia en la utilización.
• Disminución del coste de inversión.

20
Tecnología actual BIOMASA

• Costes/rendimiento de las alternativas
• Plantas dedicadas a biomasa
• 1500 2000 - 2500 /kW Rend 20-25-30
• Co-combustión directa
• 200(1) -800(2) 1100(3) /kW Rend 34-36
• Co-combustión indirecta
• 1018(4) /kW Rend
  33-35
• Tamaño de la instalación y tecnologías probadas
• Plantas dedicadas a biomasa 1-50 MWe
• Co-combustión directa 1-20 Potencia
  Grupo
• Co-combustión indirecta 15 Potencia
  Grupo

• (1) Sustituciones inferiores al 2-3 en
  comiling.
• (2) Biomasas de calidad elevada y poco
  problemáticas.
• (3) Cultivos energéticos y plantas de
  alimentación flexibles.
• (4) Amplio rango de biomasas teórico,
  dificultades técnicas para la integración.

21
MOTORES DIESEL
22
MEJORA DE LA EFICIENCIA

• Aprovechamiento del calor residual a la salida de
  los gases de escape
• 1- Ciclo Convencional con Turbina de vapor
• 2- Turbogenerador
• 3- Turbinas de vapor y turbogenerador
  simultáneas en ejes independientes ó en un
  único eje.
• Presión y Temperatura del motor
• Incremento de la presión de trabajo de las Bombas
  Inyectoras.
• Mejora del diseño de Cámaras de Combustión y
  mejora de la Refrigeración de las mismas.
• Inyección de combustible ? Presión del
  turbocompresor
• Distribución electrónica (sin conexión mecánica)

23
(No Transcript)
24
(No Transcript)
25
CENTRALES NUCLEARES
26
Perspectiva Tecnológica CENTRALES NUCLEARES
2008-2020
GENERACIONES DE CENTRALES NUCLEARES
Generación III y III
Generación I
Generación IV
Generación II
Passive Safety
- ABWR - EPR
- AP1000 - ESBWR
En construcción
IDi
En operación
27
Perspectiva Tecnológica CENTRALES NUCLEARES
2008-2020
Los Sistemas Pasivos de la Generación III y III
permiten simplificar el número de componentes de
la central, lo que supone ahorros en equipos,
mantenimiento, etc.
28
CONCLUSIONES

• El incremento de eficiencia en las instalaciones
  de generación eléctrica presenta retos
  importantes en la
• Mejora de los materiales para soportar
  condiciones muy críticas de funcionamiento.
• Mejora de los procesos industriales para reducir
  al mínimo las pérdidas térmicas y mecánicas lo
  que implica un menor consumo específico de
  combustible.
• Así estos retos deben conseguir los objetivos
  de
• Reducción del coste de generación.
• Reducción de las emisiones de contaminantes y de
  CO2.
• Asegurar la generación sostenible de energía
  eléctrica mediante el uso de un mix de
  tecnologías acorde con la disponibilidad de los
  combustibles y la necesidad de reducción de
  emisiones.

29
Muchas Gracias